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Nasa-Ingenieure untersuchen Teile des Webb-Teleskops.
Nasa-Ingenieure untersuchen Teile des Webb-Teleskops.Bild: EPA/NASA
Interview

Lisa Kaltenegger sucht nach Aliens: «Wenn wir sie finden, ist das der Jackpot»

An Heiligabend soll das James-Webb-Teleskop ins All geschossen werden. Es erlaubt einen tieferen Blick ins Universum. Die Astrophysikerin Lisa Kaltenegger erklärt, wie sie damit Ausserirdische aufspüren will.
18.12.2021, 20:4118.12.2021, 20:50
Raffael Schuppisser / ch media

An der Eliteuniversität Cornell im Bundesstaat New York gibt es ein Institut, das mit dem Ziel gegründet wurde, ausserirdisches Leben zu finden. Benannt ist es nach dem Astrophysiker und Science-Fiction-Autor Carl Sagan, der in der Wissenschaft den Weg für die Suche nach ausserirdischem Leben gelegt hat.

Die Österreicherin Lisa Kaltenegger leitet das Institut und führt Sagans Werk fort – mit besseren Instrumenten. Sie hofft, mit dem James-Webb-Teleskop zum ersten Mal ausserirdisches Leben nachzuweisen.

Frau Kaltenegger, mit zehn Jahren Verspätung wird das James-Webb-Teleskop in das Weltall geschossen. Sie können den Moment wohl kaum erwarten.

Lisa Kaltenegger: Eigentlich ist es kein schlechtes Zeichen, dass sich das Teleskop verspätet hat. Man hat beim Test Probleme erkannt und sie behoben. Blöd wäre gewesen, wenn man zu früh gestartet wäre. Auf ein Auto wartet man auch lieber länger, dafür ist man sicher, dass die Airbags funktionieren.

Sie erforschen Planeten, die um fremde Sterne kreisen. Welche dieser sogenannten Exoplaneten werden Sie genauer betrachten?

Planeten, auf denen Leben denkbar ist. Wir kennen derzeit fast 5000 Exoplaneten. An die 40 davon sind mögliche andere Erden, kleine Planeten in der sogenannten habitablen Zone. Sie umkreisen ihren Stern in einem Abstand, in dem eine Temperatur herrscht, dass Wasser in flüssiger Form auftreten kann. Sie können sich das vorstellen wie bei einem Lagerfeuer: Ist man zu nahe dran, ist es zu heiss, ist man zu weit weg, ist es zu kalt.

Und diese 40 Planeten werden Sie alle erforschen?

Leider nicht. Das Teleskop eignet sich ja nicht nur zur Beobachtung von Exoplaneten, sondern etwa auch zur Betrachtung von Schwarzen Löchern und der Erkundung der Entstehung des Weltalls. Alle Astrophysiker wollen es nutzen, die Zeit ist begrenzt. Und die Erforschung eines kleinen, erdenähnlichen Planeten ist sehr aufwendig. Wir werden alle 40 kurz anschauen, können aber nur eine Hand voll genauer betrachten. Natürlich sprechen wir uns mit den anderen Teams ab, die ebenfalls Exoplaneten erforschen. Es macht ja keinen Sinn, wenn alle das Teleskop auf denselben Stern richten.

Welchen nehmen Sie ins Visier?

Wir fokussieren uns am Anfang auf die Exoplaneten im Sonnensystem Trappist-1. Es sieht so aus, als ob wir da die besten Chancen hätten, um Leben aufzuspüren – und das nicht, weil das Sonnensystem nach dem belgischen Bier Trappist benannt wurde (lacht). Um diesen roten Stern, der viel kleiner ist als unsere Sonne, kreisen sieben Planeten. Vier befinden sich in der habitablen Zone und sind alle etwa gleich gross wie die Erde. Da haben wir gleich mehr als einen Planeten, der wie die Erde sein könnte. Das ist hochinteressant: Wir können da erforschen, wie sich die Bedingungen verändern, wenn ein Planet ein paar tausend Kilometer weiter entfernt vom Stern liegt.

Lisa Kaltenegger – Astrophysikerin
Sie studierte Technische Physik, Film- und Medienkunde und Betriebswirtschaft. Sie promovierte in Astrophysik, arbeitete am renommierten Max-Planck-Institut und leitete seit 2015 das Carl-Sagan-Institut an der Cornell-Universität. Die 44-jährige Österreicherin ist mit einem portugiesischen Weltraumtechniker verheiratet und Mutter einer Tochter. Sie hat zahlreiche Fachartikel publiziert und das Buch «Sind wir allein im Universum? Meine Spurensuche im All» veröffentlicht. (ras)

Wie weit weg ist der Stern?

Ungefähr 39 Lichtjahre.

Eine Reise dorthin wird schwierig. Warum untersuchen Sie nicht den Planeten Proxima Centauri b, der sich ebenfalls in der habitablen Zone befindet, aber nur gut 4 Lichtjahre entfernt ist?

Der ist auch sehr interessant. Das Problem aber ist, dass dieser in einem ungünstigen Winkel um seinen Stern kreist, sodass wir ihn nicht gut beobachten können.

Das Trappist-1-Sonnensystem enthält mehrere Planeten, auf denen Wasservorkommen wahrscheinlich ist.
Das Trappist-1-Sonnensystem enthält mehrere Planeten, auf denen Wasservorkommen wahrscheinlich ist.grafik: nasa

Teleskope gibt es schon lange. Was kann das James Webb, was andere nicht können? Kann man damit Aliens ins Schlafzimmer blicken?

Das nicht. Aber es ist das erste Teleskop, das genug Fläche hat, um das Licht von kleinen, erdenähnlichen Planeten in fremden Sonnensystemen aufzunehmen. Das ist deshalb spannend, weil das Sternenlicht, das durch die Planetenluft gefiltert wird, Spuren der Gase enthält, die sich in der Atmosphäre befinden.

Sie finden also heraus, ob es Sauerstoff und Wasser auf dem Planeten gibt?

Genau. Das Licht reagiert unterschiedlich mit verschiedenen Molekülen. Anhand der Farben oder Wellenlänge, die dem Licht fehlt, lässt sich rückschliessen, mit welchen Molekülen es interagiert. Wir bestimmen quasi den spektralen Licht-Fingerabdruck einer neuen Welt. So erkennen wir beispielsweise, ob es in der Atmosphäre des Planeten Wasserdampf gibt.

Wasser ist eine Grundbedingung für Leben, wie wir es kennen. Doch wo Wasser ist, da ist noch nicht zwangsläufig Leben.

Richtig. Aber wir können aufgrund des spektralen Fingerabdrucks nachweisen, ob es auf dem Planeten Spuren von Leben gibt. Finden wir in der Atmosphäre eines Planeten in der habitablen Zone die Kombination von Sauerstoff und Methan, so lässt sich das nur mit Leben erklären. Denn normalerweise reagiert Methan mit Sauerstoff zu Wasserdampf und Kohlendioxid. In der unbelebten Natur können diese Gase auf einem warmen Planeten so nicht nachproduziert werden. Es braucht dazu Lebewesen. Eine andere Erklärung gibt es dafür nicht.

So stellen sich die Forscher und Zeichner der Europäischen Südsternwarte die Oberfläche des Planeten Proxima Centauri b vor.
So stellen sich die Forscher und Zeichner der Europäischen Südsternwarte die Oberfläche des Planeten Proxima Centauri b vor.bild: European Southern Observatory

Das heisst, wenn Sie einen Planeten mit diesem Fingerabdruck finden, hätten Sie den Jackpot geknackt. Wir wüssten dann, dass wir nicht allein im Universum sind. Was würde dann passieren?

Ja, das wäre der Jackpot. Natürlich würde man zuerst die Daten noch einmal sehr genau anschauen, um Fehler auszuschliessen. Dann würde man sie anderen Teams zur Verfügung stellen und sie fragen: Könnt ihr euch das anders erklären als mit ausserirdischem Leben? Hoffentlich würde dann niemand eine andere Lösung präsentieren können.

Und dann?

Dann würden wir noch einmal nachmessen. Und länger hinschauen. Ich glaube, es wäre ziemlich einfach, mehr Zeit zu bekommen, wenn man den Verantwortlichen des Teleskops sagen könnte: Schaut her, sieht so aus, als hätten wir Aliens gefunden! Wenn wir nichts falsch gemacht haben, würden sich die Daten bestätigen. Das wäre dann die erste Entdeckung von ausserirdischem Leben. Atemberaubend, dass wir in der Zeit leben, wo das passieren kann.

Schicken wir unseren neuen Bekannten dann eine Nachricht?

Die Idee mit der Nachricht wird in der Wissenschaft tatsächlich kontrovers diskutiert – auch in meinen Vorlesungen. Stephen Hawking beispielsweise hat gesagt, macht das bloss nie, sonst kommen die und essen uns auf. Ich glaube das eher nicht. Es wäre eine sehr weite Reise. Und warum sollten sie das tun? Für Rohstoffe, da könnten sie auch zu näheren Planeten oder Asteroiden in ihrem eigenen System fliegen - und als Sklaven eignen wir uns eher schlecht, wenn man uns mit Robotern vergleicht.

Also eine Nachricht schicken. Doch können die Aliens diese überhaupt empfangen?

Das kommt darauf an, ob sie auch den Himmel nach Lebensspuren absuchen wie wir. Der spektrale Fingerabdruck gibt erst einmal keinen Aufschluss darüber, wie weit entwickelt das Leben ist. Seit zwei Milliarden Jahren gibt es die Kombination von Sauerstoff und Methan in der Atmosphäre der Erde. Lange bevor es Menschen gibt, die eine solche Nachricht aus dem All hätten empfangen können.

Carl Sagan, der Namensvetter Ihres Instituts, war nicht nur Astrophysiker, sondern auch Science-Fiction-Autor. Der Roman «Contact» beginnt damit, dass uns Aliens eine Botschaft mit der Abfolge der Primzahlen ­schicken. Was würden Sie Ausserirdischen schicken?

Die Primzahlreihe ist keine schlechte Idee. Es muss auf jeden Fall ein Signal sein, bei dem klar ist, dass es nicht natürlichen Ursprungs sein kann. Es scheint mir eher unwahrscheinlich, dass Aliens Englisch oder Deutsch verstehen. Die Sprache der Mathematik hat aber gute Chancen, dass sie andere intelligente Lebewesen auch verstehen. Wie soll man beispielsweise Astrophysik betreiben ohne Mathematik? Doch damit kann man eigentlich nur zeigen, dass man über Intelligenz verfügt, nicht aber sich über Gott und die Welt unterhalten... (überlegt) Kennen Sie den Film «Arrival», der behandelt das Thema sehr gut – basierend auf dem Roman von Ted Chiang?

Da landen Aliens auf der Erde, und eine Linguistin versucht, ihre Sprache zu entschlüsseln, was aber enorm schwierig ist, da die Ausserirdischen eine völlig andere Denkstruktur haben und sich in einer non-linearen Sprache verständigen.

Gegen Ende kommt es zum ­Eklat, weil «Werkzeug» als «Waffe» missverstanden wird. Das Problem: Wie kann man Sprache verstehen, ohne dass sie einem erklärt wird? Wie aber sie jemandem erklären, den man nicht versteht, da eine gemeinsame Sprache noch fehlt. Gesten helfen weiter, wenn man sich aber nicht einmal sieht, wird es enorm schwierig.

Zurück zum James-Webb-Teleskop. Wie gross ist die Chance, dass wir damit Aliens finden?

Rein statistisch kreist um jeden fünften Stern ein Planet, der sich in der habitablen Zone befindet und klein genug sein sollte, damit er aus Felsen und nicht aus Gas besteht - also eine mögliche andere Erde. Bei 200 Milliarden Sternen in unserer Galaxie scheinen mir die Chancen recht hoch, dass es weiteres Leben gibt. Doch wir wissen nicht, ob es dieses auf den meisten erdenähnlichen Planeten gibt. Das James-Webb-Teleskop wird uns helfen, diese Frage zu beantworten. Wenn wir auf Leben stossen sollten, so wird das unser Bild des Universums komplett verändern. Falls wir kein Leben finden sollten, hilft uns das dahin gehend weiter, dass wir für die Zukunft besser wissen, nach welchen Exoplaneten wir Ausschau halten sollten – die Erforschung anderer erdenähnlicher Planeten fängt ja gerade erst an.

(aargauerzeitung.ch)

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Bilder, die das Weltraumteleskop Hubble gemacht hat

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